专利名称：能量自给型流化床污泥焚烧及尾气污染控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种环保设备，具体地说是一种能量自给型流化床污泥焚烧及尾气污染控制系统。
背景技术：
我国城市污水处理厂每年产生的干污泥约25X 104t，以湿污泥计约为450 550X 104t，并以每年15%左右的速度增长。污泥中含有大量的有机物和丰富的氮、磷等营养物质，任意排入水体，将会大量消耗水体中的氧，导致水体水质恶化，严重影响水生生物的生存；污泥中的营养物质又会使水体富营养化，藻类大量繁殖，从而使水质恶化，渔业产量下降；除此以外，污泥中还有多种有毒物质、重金属和致病菌、寄生虫卵等有害物质，处理不当，会传染疾病，污染土壤和农作物，并通过生物链转嫁人类。所以，污泥不经妥善处理而任意排放和堆置，必将对周围环境造成严重的污染，使已建成的污水厂不能充分发挥其消除环境污染的作用。故污泥必须处理，已达到减容化、稳定化和无害化。污泥的处理对于合理利用资源，减少环境污染具有重要的意义。污泥处置的方法有填埋法、农用堆肥及焚烧法。当污泥不符合卫生要求、有毒物质含量超标、不适合作为农作物肥料，或大城市环境卫生要求高时，一般采用焚烧法处置。在日本75%以上的城市污泥采用流化床进行焚烧处理，由于日本的污泥热值较高，无需辅助燃料就能维持稳定燃烧。由于污泥容易燃尽，日本污泥焚烧炉一般采用鼓泡流化床。与其它方法相比，焚烧法具有突出的优点(1)大幅减少污泥的体积和重量，焚烧灰可制成有用的产品；( 污泥处理速度快，不需要长期储存；C3)污泥可在污水处理厂就地焚烧，不需要长距离运输。发明专利CN200410086312. 5“一种湿污泥焚烧处理方法及焚烧处理装置”、发明专利CN200510038416. 3 “污泥焚烧处理方法及污泥焚烧处理工艺”，公开了将含水70-80%的湿污泥直接送到焚烧炉内燃烧，这样对炉内稳定燃烧冲击很大，需要燃烧大量的辅助燃料， 从节约能源角度来说是不经济的。发明专利CN200610037604.9 “城市污泥流化床焚烧装置及方法”及发明专利 CN200710060213. 3 “湿污泥循环流化床无害化焚烧一体化处理工艺”，公开了一种污泥焚烧工艺，但是对污泥干燥及焚烧过程中产生的污水问题、酸性气体(HC1，SO2)、重金属及二噁英控制措施没有提及。实用新型专利CN20082012330. χ公开了一种湿污泥干化焚烧处理装置，将干化废气(含大量水蒸气)直接送入炉内燃烧，这样一方面降低炉内燃烧温度，增加辅助燃料量， 另一方面尾气中排出大量水蒸汽，带走大量热量，增加系统热损失，大幅降低焚烧炉热效率。发明专利CN200810238869. 4公开了 “一种带冷凝式干燥的湿污泥焚烧处理方法”，该发明在除尘器后设置间壁式换热器，采用低温烟气将80%含水率的湿污泥加热，由于烟气温度低，对湿污泥加热效果非常有限，加上间壁换热不均勻，很难达到预期效果。此外，对污泥焚烧过程中产生的酸性气体(HC1，SO2)、重金属及二噁英控制措施没有提及。
发明内容
本发明为了解决现有技术存在的不足，提供一种能量自给型流化床污泥焚烧及尾气污染控制系统，该系统干燥效果好，能量循环利用率高，干燥产生的污水经生化处理达标后后循环使用，没有废水排放。本发明解决技术问题采用如下方案一种能量自给型流化床污泥焚烧及尾气污染控制系统，包括流化床焚烧炉，所述硫化床焚烧炉设有进料口、脱水废气进气口，其底部设置有风室，其结构特点在于，还包括余热锅炉、喷淋脱水塔以及污泥干燥机，所述余热锅炉设置于硫化床焚烧炉的上部，所述污泥干燥机设有湿污泥入口、干污泥出口、凝结水出口、废气出口和蒸汽进口，所述干污泥出口通过管道与流化床焚烧炉的进料口相连；凝结水出口与余热锅炉的给水口相连，蒸汽进口与余热锅炉蒸汽出口相连；废气出口与气固分离器相连，分离器的出水口与喷淋脱水塔进水口相连，分离器底部的排灰口与硫化床焚烧炉进料口相连；所述喷淋脱水塔设置有废气出口，废气出口通过管道由风机将废气引入流化床焚烧炉。本发明的一种能量自给型流化床污泥焚烧及尾气污染控制系统，其结构特点还在于，它还包括一污水处理池，所述污水处理池污水进口与喷淋脱水塔底部污水出口相连，经处理后的污水经污水处理池的出水口重新留回喷淋脱水塔。还包括一空气预热器，其设有冷空气进口、热空气出口、高温烟气进口和低温烟气出口，所述冷气进口与风机相连，热空气出口与风室相连；所述高温烟气进口与流化床焚烧炉的烟气出口相连，低温烟气出口与酸性气体吸收塔相连，酸性气体吸收塔与布袋除尘器相连，布袋除尘器通过管道与引风机相连。所述污泥干燥机为桨叶干燥机或硫化床干燥器。本发明与现有技术相比具有的有益效果是(1)本发明将干燥后的污泥送入焚烧炉内燃烧，通过余热锅炉吸收释放的热量产生的饱和蒸汽(温度大于150°C )送到污泥干燥机内，将含水率80%的湿污泥干燥到含水率为20% -30%的干污泥，这时污泥热值可达到10000kJ/kg左右，干燥后的污泥送入流化床焚烧炉内可维持稳定燃烧，燃烧放出的热量通过余热锅炉吸收产生蒸汽，用于湿污泥的干燥，这样完成一个能量转换过程。干燥所需的热量全部由系统自身提供，不需要外加能量，实现能量自给。当污泥热值较低时，可以向燃烧室添加少量辅助燃料，维持系统热量平(2)本发明采用喷淋脱水塔将污泥干燥机出来的含水汽废气脱水，之后脱水废气送入流化床内燃烧掉，消除废气中的臭气成分，实现废气的无害化。(3)本发明从喷淋脱水塔脱除的废水进入污水处理系统，达标后循环使用，整个系统无废水排放。(4)本发明通过向酸性气体吸收塔内喷消石灰或石灰浆，中和尾气中的HCl和 SO2，去除尾气中酸性气体。(5)本发明在布袋除尘器之前喷活性炭粉末，吸附尾气中的二噁英和重金属，通过布袋除尘器捕集下来，实现尾气中二噁英、重金属排放浓度满足GB18484-2001排放标准。
图1是本发明结构示意图。图2是本发明实施例2结构示意图。图中标号1流化床焚烧炉、2风室、3余热锅炉、4污泥干燥机、5分离器、6喷淋脱水塔、7污水处理池、8风机、9空气预热器、10酸性气体吸收塔、11布袋除尘器、12鼓风机、 13引风机、14进料口、15脱水废气进气口、16流化床干燥器、17湿污泥进口、18蒸汽进口、 19干污泥出口、20废气出口、21凝结水出口。以下结合附图通过实施例对本发明做进一步解释。
具体实施例方式实施例1 参见图1，控制系统包括流化床焚烧炉1、风室2、余热锅炉3、污泥干燥机4、分离器5、喷淋脱水塔6、污水处理池7、风机8、空气预热器9、酸性气体吸收塔10、布袋除尘器11、鼓风机12及引风机13。流化床焚烧炉1设有干污泥进料口，上部布置余热锅炉3，下部布置风室2，从空气预热器出来的热空气进入风室2，进而进入焚烧炉内参与燃烧。余热锅炉3产生的蒸汽通过管道与污泥干燥机4的蒸汽进口 18相连，污泥干燥机4为桨叶干燥机，它设有湿污泥进口 17、蒸汽进口 18、干污泥出口 19和废气出口 20和凝结水出口 21，干燥后湿污泥的含水率从80%降到20% -30%左右，这时污泥热值可达到IOOOOkJ/ kg左右，干污泥出口 19通过管道与流化床焚烧炉1的进料口 14相连，污泥干燥机4蒸发出来的废气从废气出口 20通过管道与分离器5进口相连，分离器5设有排灰口，分离下的污泥颗粒送入焚烧炉内燃烧，分离器5出口与喷淋脱水塔6进口相连，喷淋脱水塔6的废气出口与风机8相连，之后废气被风机送入焚烧炉内燃烧脱臭。喷淋脱水塔6上部设有冷却水进口和下部污水出口，污水出口与污水处理池7相连，处理达标后循环使用；空气预热器 9设有冷空气进口、热空气出口、高温烟气进口和低温烟气出口。冷空气进口通过管道与鼓风机12相连，低温烟气出口和酸性气体吸收塔10相连，之后接布袋除尘器11，并通过管道与引风机13相连。在本实施例中，干污泥燃烧产生的热量通过余热锅炉3产生饱和蒸汽送到污泥干燥机4内干燥湿污泥，干燥后的颗粒状干污泥送入流化床焚烧炉1内燃烧，燃烧放出的热量通过余热锅炉吸收产生饱和蒸汽，用于湿污泥的干燥，完成一个能量转换过程。干燥所需的热量全部由系统自身提供，不需要外加能量，实现能量自给。当污泥热值较低时，可以向燃烧室添加少量辅助燃料(煤、油及燃气)，维持系统热量平衡。从余热锅炉3出来的饱和蒸汽进入污泥干燥机4，经过干燥湿污泥后变成凝结水，凝结水从凝结水出口 21被送回余热锅炉3中，吸收焚烧炉燃烧释放的热量，产生饱和蒸汽用于湿污泥干燥，完成一个工质循环。污泥干燥机4出来的含水汽废气经喷淋脱水塔6喷凝脱水后，由风机8送入流化床焚烧炉1内燃烧，脱除废气中的臭气成分。喷凝脱下来的污水送入污水处理池7进行处理，达标后循环使用；空气由鼓风机12送到空气预热器9中与高温烟气换热，加热后的热空气送入风室2，进入到流化床焚烧炉1中参与燃烧，干污泥与废气燃烧后产生的高温烟气经余热锅炉3、空气预热器9后，进入到酸性气体吸收塔10，在酸性气体吸收塔顶部喷消石灰或石灰浆中和尾气中HCl和SO2,去除尾气中有害气体，在布袋除尘器之前的管道上喷活性炭粉末吸附二噁英和重金属，通过布袋除尘器捕集下来，实现尾气彻底净化，经过上述污染控制系统后，尾气满足GB18484-2001排放标准。 实施例2 参见图2，本实施方式中，用于干燥湿污泥的污泥干燥机4也可用流化床干燥器16代替，流化床污泥干燥技术是现有成熟技术。本实施例中，用于干燥湿污泥的循环工质可以是过热蒸汽(温度大于300°C)或者为导热油。流化床干燥器16的流化介质为湿污泥干化产生的脱水废气。当脱水废气多于流化所需的气体量时，可将多余部分送入焚烧炉内燃烧除臭。
权利要求
1.一种能量自给型流化床污泥焚烧及尾气污染控制系统，包括流化床焚烧炉(1)，所述硫化床焚烧炉(1)设有进料口(14)、脱水废气进气口(15)，其底部设置有风室O)，其特征在于，还包括余热锅炉(3)、喷淋脱水塔(6)以及污泥干燥机G)，所述余热锅炉C3)设置于硫化床焚烧炉(1)的上部，所述污泥干燥机(4)设有湿污泥入口(16)、干污泥出口(17)、 凝结水出口(18)、废气出口(19)和蒸汽进口(20)，所述干污泥出口(17)通过管道与流化床焚烧炉(1)的进料口(14)相连；凝结水出口(18)与余热锅炉(3)的给水口相连，蒸汽进口 00)与余热锅炉(3)蒸汽出口相连；废气出口(19)与气固分离器(5)相连，分离器(5) 的出水口与喷淋脱水塔(6)进水口相连，分离器(5)底部的排灰口与硫化床焚烧炉⑴进料口相连；所述喷淋脱水塔(6)设置有废气出口，废气出口通过管道由风机(8)将废气引入流化床焚烧炉(1)。
2.根据权利要求1所述的一种能量自给型流化床污泥焚烧及尾气污染控制系统，其特征在于，还包括一污水处理池(7)，所述污水处理池(7)污水进口与喷淋脱水塔(6)底部污水出口相连，经处理后的污水经污水处理池(7)的出水口循环留回喷淋脱水塔(6)。
3.根据权利要求1所述的一种能量自给型流化床污泥焚烧及尾气污染控制系统，其特征在于，还包括一空气预热器(9)，其设有冷空气进口、热空气出口、高温烟气进口和低温烟气出口，所述冷气进口与风机(1 相连，热空气出口与风室( 相连；所述高温烟气进口与流化床焚烧炉(1)的烟气出口相连，低温烟气出口与酸性气体吸收塔(10)相连，酸性气体吸收塔(10)与布袋除尘器(11)相连，布袋除尘器(11)通过管道与引风机(1 相连。
4.根据权利要求1所述的一种能量自给型流化床污泥焚烧及尾气污染控制系统，其特征在于所述污泥干燥机(4)为桨叶干燥机或硫化床干燥器。
全文摘要
本发明涉及一种能量自给型流化床污泥焚烧及尾气污染控制系统，包括流化床焚烧炉、余热锅炉、污泥干燥机、分离器、喷淋脱水塔、污水处理池、空气预热器、酸性气体吸收塔、布袋除尘器及鼓、引风机。本发明将湿污泥在干燥机内干燥(热源为干污泥燃烧产生的蒸汽)干燥后的污泥(颗粒状)再送到流化床中燃烧，由于干燥后的污泥热值较高，可以维持正常燃烧，燃烧产生的热量用于干燥湿污泥，这样完成一个能量转换过程。从干燥机出来的含水汽废气经喷凝塔喷淋脱水后，送入流化床内燃烧。本发明能够实现污泥焚烧能量自给，对各处理段产生的废水、废气均能实现除臭及无害化处理，具有能量利用率高，处理效果好，污染物低排放等优点。
文档编号F23G7/00GK102252331SQ20111011709
公开日2011年11月23日 申请日期2011年5月6日 优先权日2011年5月6日
发明者徐智明 申请人:安徽博瑞特热能设备股份有限公司